阿里巴巴400G光模块的选择与挑战

6/15/2018，阿里巴巴光网络架构高级专家陆睿在北京举行的Optinet上以《数据中心光互联架构演进和部署》为主题进行了一场针对于数据中心光互联架构演进路线和400G时代阿里巴巴对于光模块和AOC连接的选择。

陆睿表示，随着数据中心东西向的流量越来越大，从接入交换机到汇聚交换机的流量需求增大，阿里计划在400G时代的流量收敛比倾向于1：1，端口数计划倾向于采用32+8，将比以往（100G时代）光模块的需求量要大幅提升。

当前数据中心光模块的封装形式主要为SFP，QSFP和CFP，SFP和QSFP均有着向下代产品的兼容通道，生命周期也一直在持续，而CFP不同代的封装完全不兼容，主要定位于电信传输，电信号的通道数较多。

阿里巴巴目前的面板带宽密度，与40G相比，100G提升了2.5倍，400G的时候面板密度可以增加10倍，阿里巴巴目前在服务器到交换机主流采用的是AOC连接，AOC早期贵，但随着数量的增加，成本下降很快。DAC在特殊的情况下才会采用，因为DAC相对来说布线困难而且连接线太短，跨机柜的互联DAC就不是一个很好的选择。ACC最大的挑战是成本，因为是铜缆，很粗，长度也只能达10米。

400G的光模块选择
在当前众多400G光模块类型当中，阿里巴巴将采用多模+单模混合的方式进行部署，所以比较倾向于SFP-DD和QSFP-DD两种。
SFP-DD是由阿里提出并推动建立的MSA标准，瞄准下一代网络的100G接入，SFP-DD保持着小型化的封装优势，同时补充了现有100G光模块2通道的空缺，可以向下兼容25G的线缆。在接入层，100G接入将采用2*50G的100G SFP-DD AOC为主，DAC/ACC的方案，主要解决一些特殊的场景，具体看与AOC的成本比较。在400G的接入也将主要采用QSFP-DD SR8/SR4.2 AOC为主。

交换机与交换机的互联，阿里倾向于选择QSFP-DD保持了和QSFP+/QSFP28同样的端口密度和运维习惯，同时保持着系统向下代的兼容性。但QSFP-DD最大的挑战在于散热，期待光模块厂商在设计时可以更多地考虑这个因素。


400G的光互联方案
连接距离在100米以内的用量依然是最大的，阿里比较倾向的解决方案是400G SR4.2和400G SR8两种方案，但由于SR8采用多模光纤造成的成本也是个问题。未来期望推运业界开发SR4.2的模块。对于连接距离在100-500米之间，也是未来用量将大的场景，将考虑采用400G DR4的模块；而连接距离超过500米的方案将倾向于采用400G FR4。


Tb级的光互联演进方向
针对于400G之后的光互联方案演进路线，陆睿提出依然需要考虑如何提升更高的Baud率，如何提升通道数，多少个激光器是可以接受的等等。但on board板载光模块也将成为一种可能，on Board最大的优势在于不再受制封装大小，散热性好，但问题在于性能造成的问题更换起来成本、精力都是问题。同时还考虑更高的集成设计，把调制部分放到交换芯片上，来进一步提升性能和成本；最后也有考虑将服务器放入液体中采用浸没式液冷的方式。但无论哪种方式，有待于产业链各层的努力，让每一种方式都成为可能。